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橋梁靜載試驗(yàn)橋梁靜載試驗(yàn)1第一講結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)荷載結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的一般程序結(jié)構(gòu)試驗(yàn)包括:結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)準(zhǔn)備、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)實(shí)施和結(jié)構(gòu)試驗(yàn)分析等主要環(huán)節(jié)。它們之間的關(guān)系如圖所示。第一講結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)荷載結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的一般程序21.試驗(yàn)設(shè)計(jì)階段
(1)研究試驗(yàn)?zāi)康?、了解試?yàn)任務(wù)、搜集有關(guān)資料、確定試驗(yàn)方法等。(2)確定試驗(yàn)的性質(zhì)和規(guī)模。(3)確定試驗(yàn)參數(shù)、決定試件的外形及尺寸。 (4)進(jìn)行試件的設(shè)計(jì)與制作。(5)確定加載方法和設(shè)計(jì)支承系統(tǒng)。(6)選定量測(cè)項(xiàng)目及量測(cè)方法。(7)根據(jù)具體情況寫出試驗(yàn)大綱。1.試驗(yàn)設(shè)計(jì)階段3
2.試驗(yàn)準(zhǔn)備階段
(1)試件的制作(2)試件的尺寸與質(zhì)量檢查(3)試件的安裝與就位(4)安裝加載設(shè)備(5)設(shè)備儀表的率定(6)做輔助試驗(yàn)(常和正式試驗(yàn)穿插進(jìn)行)(7)儀表的安裝、連線調(diào)試(8)記錄表格的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備(9)通過計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)行判斷和控制加載(加載應(yīng)力估計(jì))。2.試驗(yàn)準(zhǔn)備階段43.試驗(yàn)實(shí)施階段這是整個(gè)試驗(yàn)過程的中心環(huán)節(jié),應(yīng)按照規(guī)定的加載順序和量測(cè)順序進(jìn)行。(1)確定基本加載方案,如:破壞與否、試驗(yàn)周期的長短。(2)荷載圖式的選擇,如:集中荷載還是均布荷載。(3)加載順序的確定,如:直接加載還是分級(jí)加載,按幾個(gè)循環(huán)進(jìn)行。(4)觀測(cè)注意點(diǎn)和測(cè)點(diǎn)布置。4.結(jié)構(gòu)試驗(yàn)分析階段
(1)數(shù)據(jù)整理階段:整理原始測(cè)試資料,進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
(2)數(shù)據(jù)處理總和試驗(yàn)結(jié)論:對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象和規(guī)律做出解釋,試驗(yàn)結(jié)果和理論值比較,分析產(chǎn)生差異的原因,并做出結(jié)論,寫出試驗(yàn)總結(jié)報(bào)告,提出新問題和進(jìn)一步研究計(jì)劃。3.試驗(yàn)實(shí)施階段5結(jié)構(gòu)試驗(yàn)荷載(一)靜力荷載(靜荷載)1.靜荷載加載順序:預(yù)加載階段標(biāo)準(zhǔn)荷載階段破壞荷載階段。2.預(yù)加載的目的:
①使結(jié)構(gòu)進(jìn)入正常的工作狀態(tài),使結(jié)構(gòu)變形與荷載關(guān)系穩(wěn)定;
②檢驗(yàn)全部試驗(yàn)裝置的可靠性;
③檢查全部觀測(cè)儀表的工作是否正常;
④起到演習(xí)的作用,可實(shí)際檢查試驗(yàn)人員的現(xiàn)場(chǎng)工作情況。結(jié)構(gòu)試驗(yàn)荷載6(二)動(dòng)力荷載(動(dòng)荷載)動(dòng)荷載作用則是指使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生不可忽略的加速度反應(yīng)的作用。對(duì)結(jié)構(gòu)施加動(dòng)荷載,主要是用于研究結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能的試驗(yàn),如:結(jié)構(gòu)的疲勞試驗(yàn),采用勻速脈動(dòng)荷載,一般應(yīng)使試件在試驗(yàn)時(shí)不產(chǎn)生共振,遠(yuǎn)離共振區(qū),加載順序根據(jù)實(shí)際情況而定。(三)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)對(duì)測(cè)點(diǎn)布置的要求①滿足條件的前提下,宜少不宜多;②測(cè)點(diǎn)位置要具有代表性,以便于分析和計(jì)算;③為保證量測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性,應(yīng)該布置一定數(shù)量校核性測(cè)點(diǎn);④測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)有利于試驗(yàn)時(shí)操作和測(cè)讀,安全和方便。安裝在結(jié)構(gòu)上的附著式儀表在達(dá)到正常使用荷載的1.2~1.5倍時(shí)應(yīng)該拆除,以免結(jié)構(gòu)突然破壞,而使儀表受損。(二)動(dòng)力荷載(動(dòng)荷載)7(四)荷載圖式等效加載圖式應(yīng)滿足以下條件:
1)等效荷載產(chǎn)生的控制截面的主要內(nèi)力應(yīng)與計(jì)算內(nèi)力相等;
2)等效荷載產(chǎn)生的主要內(nèi)力圖形與計(jì)算內(nèi)力圖形相似;
3)對(duì)等效荷載引起的變形差別應(yīng)予以修正;
4)控制截面上的內(nèi)力等效時(shí)次要截面上的內(nèi)力應(yīng)與設(shè)計(jì)值接近。
除了控制截面的某個(gè)效應(yīng)與理論計(jì)算荷載相同外,該截面的其他效應(yīng)和非控制截面的效應(yīng),則可能有差別,所以必須全面驗(yàn)算因荷載圖式改變對(duì)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的各種影響;必須特別注意結(jié)構(gòu)構(gòu)件是否因最大內(nèi)力區(qū)域的某些變化而影響承載性能。尤其對(duì)不等強(qiáng)的結(jié)構(gòu),一定要細(xì)加分析和驗(yàn)算,采取有效的等效荷載形式。比如說:增加集中荷載個(gè)數(shù),減小或消除影響。(四)荷載圖式除了控制截面的某個(gè)效應(yīng)與理論計(jì)算荷載8等效荷載圖等效荷載圖9
第二講結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的加載技術(shù)
目前采用的加載方法和加載設(shè)備種類很多,有重物加載、氣壓加載、機(jī)械加載、液壓加載、電液伺服加載系統(tǒng)等。在選擇加載方法與加載設(shè)備時(shí)應(yīng)滿足以下條件,即結(jié)構(gòu)試驗(yàn)對(duì)加載方法與加載設(shè)備的要求:
①選用的試驗(yàn)荷載的圖式必須是等效荷載圖式;
②荷載傳力方式和作用點(diǎn)明確,產(chǎn)生的荷載數(shù)值準(zhǔn)確穩(wěn)定,靜荷載不隨加載時(shí)間、外界環(huán)境和結(jié)構(gòu)物變形而變化,保證荷載量的相對(duì)誤差不超過±5%;
③靜載試驗(yàn)便于分級(jí)加載和卸載,能控制加、卸載速度,荷載分級(jí)的分度值要滿足試驗(yàn)量測(cè)的精度要求;
④加載設(shè)備不參與結(jié)構(gòu)工作,不影響結(jié)構(gòu)的自由變形,不影響結(jié)構(gòu)受力;
⑤加載裝置本身要安全可靠,不僅要滿足強(qiáng)度要求,還需要嚴(yán)格控制其變形值。第二講結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的加載技術(shù)10一.重物荷載的加載設(shè)備
重物荷載加載就是利用物體的本身重量加于結(jié)構(gòu)上作為荷載。試驗(yàn)室內(nèi)常用鐵塊、砼塊、磚、水、砂石甚至廢構(gòu)件等。重物可直接加于試驗(yàn)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上,也可以通過杠桿間接加在構(gòu)件上。重物加載的優(yōu)缺點(diǎn)(1)優(yōu)點(diǎn):設(shè)備簡單,取材方便,荷載數(shù)值穩(wěn)定,加載形式靈活,不因試驗(yàn)過程中結(jié)構(gòu)的變形或徐變而減小,適用于長期均布荷載和靜載試驗(yàn),采用杠桿間接重力加載,對(duì)持久荷載試驗(yàn)及進(jìn)行剛度和裂縫的研究尤為合適。因?yàn)楹奢d是否恒定,對(duì)裂縫的開展與閉合有直接影響。(2)缺點(diǎn):產(chǎn)生的荷載值小,操作笨重,占用面積大,用堆載法時(shí),一旦結(jié)構(gòu)物達(dá)到極限后,因荷載不隨結(jié)構(gòu)變形而自行卸載,容易發(fā)生安全事故。重物直接加載杠桿加載一.重物荷載的加載設(shè)備重物直接加載杠桿加載11二.氣壓加載氣壓加載就是利用氣體壓力對(duì)結(jié)構(gòu)物施加荷載。多用于模型試驗(yàn)。
①空壓機(jī)充氣加載(正壓加載):利用空氣壓縮機(jī)對(duì)氣包(囊)充氣給試件加以均布荷載,壓力可達(dá)180kN/m2。②真空泵抽真空加載(負(fù)壓加載):用真空泵抽出試件與臺(tái)座圍成的封閉空間的空氣,形成大氣壓力差,對(duì)試件加以均布荷載,最大壓力可達(dá)80~100kN/m2。氣壓加載的優(yōu)點(diǎn):加、卸載方便,荷載穩(wěn)定、安全構(gòu)件破壞時(shí)能自動(dòng)卸載構(gòu)件外表面便于觀察與安裝儀表。缺點(diǎn):是內(nèi)表面無法直接觀察。三.機(jī)械機(jī)具加載
①索引起重機(jī)械(絞車、卷揚(yáng)機(jī),倒鏈葫蘆),主要用于遠(yuǎn)距離或高聳結(jié)構(gòu)施加荷載。②頂推機(jī)械(螺旋千斤頂、彈簧等)適用于施加長期試驗(yàn)荷載。產(chǎn)生的荷載相對(duì)比較穩(wěn)定。二.氣壓加載12四.液壓加載液壓加載是目前結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中應(yīng)用比較普遍和理想的一種加載方法。其優(yōu)點(diǎn)是利用油壓使液壓器(千斤頂)產(chǎn)生較大的荷載,試驗(yàn)操作方便、安全,特別是對(duì)于大型結(jié)構(gòu)構(gòu)件試驗(yàn),當(dāng)要求荷載點(diǎn)數(shù)較多、噸位較大時(shí)更為合適,尤其是電液伺服加載系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用后,為工程結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)?zāi)M地震荷載等不同特性的動(dòng)力荷載創(chuàng)造了有利條件
。液壓加載器、液壓加載系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)、電液伺服加載系統(tǒng)、地震模擬震動(dòng)臺(tái)靜力液壓加載系統(tǒng)
四.液壓加載靜力液壓加載系統(tǒng)13橋梁靜載試驗(yàn)課件14
五、電液伺服加載系統(tǒng)電液伺服加載系統(tǒng)大多采用閉環(huán)控制,主要組成是電液伺服液壓加載器、控制系統(tǒng)和液壓源等三大部分組成。它可將荷載、應(yīng)變、位移等物理量直接作為控制參數(shù),實(shí)行自動(dòng)控制。液壓加載系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):加卸載方便、產(chǎn)生的荷載值大,設(shè)備體積小、使用方便,便于往復(fù)循環(huán)加載,如試件變形極大或破壞時(shí),會(huì)自動(dòng)卸載。采用脈動(dòng)油泵還可以做動(dòng)載試驗(yàn)。缺點(diǎn):對(duì)集中荷載較適用,當(dāng)結(jié)構(gòu)變形較大時(shí),很難維持試驗(yàn)要求的荷載值。五、電液伺服加載系統(tǒng)15電液伺服加載系統(tǒng)電液伺服加載系統(tǒng)16橋梁靜載試驗(yàn)課件17橋梁靜載試驗(yàn)課件18機(jī)械力加載法機(jī)械力加載法19電磁加載法電磁加載法20人激振加載法人身體有規(guī)律的運(yùn)動(dòng),在共振情況下可產(chǎn)生較大的激振力。環(huán)境隨機(jī)激振法又稱為脈動(dòng)法由于地面的脈動(dòng),對(duì)地上的建筑物產(chǎn)生脈動(dòng),再對(duì)建筑物的自振及模態(tài)進(jìn)行分析。人激振加載法人身體有規(guī)律的運(yùn)動(dòng),在共振情況下可產(chǎn)生較大的激振21荷載支承機(jī)構(gòu)荷載支承機(jī)構(gòu)22荷載反力架荷載反力架23支座支座24橋梁靜載試驗(yàn)課件25試驗(yàn)臺(tái)座
1.板式試驗(yàn)臺(tái)座①槽式試驗(yàn)臺(tái)座②地腳螺絲式試驗(yàn)臺(tái)座(地錨式)③槽錨式試驗(yàn)臺(tái)座2.箱式試驗(yàn)臺(tái)座試驗(yàn)臺(tái)座1.板式試驗(yàn)臺(tái)座26槽式試驗(yàn)臺(tái)座槽式試驗(yàn)臺(tái)座27第三講橋梁靜載試驗(yàn)1、橋梁荷載試驗(yàn)的目的
(1)檢驗(yàn)橋梁設(shè)計(jì)與施工的質(zhì)量,說明工程的可靠度。(2)判斷橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載力,為改建或者擴(kuò)建橋梁工程提供數(shù)據(jù)和資料,從而有效地利用舊橋。(3)驗(yàn)證橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法,積累科學(xué)技術(shù)資料,充實(shí)與發(fā)展橋梁計(jì)算理論和施工技術(shù)。(4)為處理工程事故而進(jìn)行試驗(yàn)鑒定,得到必要的技術(shù)數(shù)據(jù)。第三講橋梁靜載試驗(yàn)1、橋梁荷載試驗(yàn)的目的282、試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的考察(1)搜集與試驗(yàn)對(duì)象有關(guān)的技術(shù)文件和資料。(2)試驗(yàn)對(duì)象的考察荷載試驗(yàn)的準(zhǔn)備工作:
1)試驗(yàn)孔(或墩)的選擇
2)搭設(shè)觀測(cè)腳手架及設(shè)置測(cè)點(diǎn)附屬設(shè)施
3)靜載試驗(yàn)加載位置的放樣和卸載位置的安排
4)試驗(yàn)人員組織與分工
5)其他準(zhǔn)備工作2、試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的考察(1)搜集與試驗(yàn)對(duì)象有關(guān)的技術(shù)文件和資料。29
3、試驗(yàn)方案與實(shí)施(1)試驗(yàn)荷載工況的確定為了滿足鑒定橋梁承載力的要求,荷載工況選擇應(yīng)反映橋梁設(shè)計(jì)的最不利受力狀態(tài),簡單結(jié)構(gòu)可選1~2個(gè)工況,復(fù)雜結(jié)構(gòu)可適當(dāng)多選,加載項(xiàng)目安排應(yīng)抓住重點(diǎn),不宜過多。
1)簡支梁橋跨中最大正彎矩、支點(diǎn)最大剪力、橋墩最大豎向反力。
2)連續(xù)梁橋主跨跨中最大正彎矩、主跨支點(diǎn)負(fù)彎矩、支點(diǎn)最大剪力、主跨橋墩最大豎向反力、邊跨最大正彎矩。
3、試驗(yàn)方案與實(shí)施(1)試驗(yàn)荷載工況的確定303)懸臂梁橋(T型剛構(gòu)橋)支點(diǎn)最大負(fù)彎矩、錨固孔跨中最大正彎矩、支點(diǎn)最大剪力、掛梁跨中最大正彎矩。
4)無鉸拱橋跨中最大正彎矩工況、拱腳最大負(fù)彎矩工況、拱腳最大推力工況、L/4截面最大正彎矩和最大負(fù)彎矩。
5)斜拉橋主梁跨中最大正彎矩、主梁最大負(fù)彎矩、主塔塔頂順橋向最大水平位移、斜拉索最大索力、主梁最大撓度、塔柱最大彎矩。
6)懸索橋主梁控制截面最大彎矩、主梁扭轉(zhuǎn)變形、主梁控制截面位移或撓度、塔頂最大水平變位、塔柱底截面最大應(yīng)力、主纜和吊索最大拉力。3)懸臂梁橋(T型剛構(gòu)橋)31(2)試驗(yàn)荷載的確定
1)控制荷載的確定
為了保證荷載試驗(yàn)的效果,必須先確定試驗(yàn)的控制荷載,控制橋梁設(shè)計(jì)的荷載有:汽車和人群(標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載)、掛車和履帶車(標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載)以及需通行的特殊重型車輛。分別計(jì)算以上幾種荷載對(duì)結(jié)構(gòu)控制截面產(chǎn)生的內(nèi)力(或變形)的最不利值,進(jìn)行比較,取其中最不利者對(duì)應(yīng)的荷載作為控制荷載。動(dòng)載試驗(yàn)以汽車荷載為控制荷載(掛車和履帶車不計(jì)沖擊力)。(2)試驗(yàn)荷載的確定1)控制荷載的確定32ηq值可采用0.8~1.05,當(dāng)橋梁的調(diào)查、檢算工作比較完善而又受加載設(shè)備能力所限,ηq值可采用低限;當(dāng)橋梁的調(diào)查、檢算工作不充分,尤其是缺乏橋梁計(jì)算資料時(shí),ηq值應(yīng)采用高限;總之應(yīng)根據(jù)前期工作的具體情況來確定。一般情況下ηq值不宜小于0.95。2)靜載試驗(yàn)效率
式中Ss——靜載試驗(yàn)荷載作用下控制截面內(nèi)力計(jì)算值;
S——控制荷載作用下控制截面最不利內(nèi)力計(jì)算值;
μ——按規(guī)范采用的沖擊系數(shù),平板車、履帶車、重型車輛,取μ=0。ηq值可采用0.8~1.05,當(dāng)橋梁的調(diào)查、檢算工33(3)靜載加載分級(jí)與控制
靜荷載加載順序:預(yù)加載階段標(biāo)準(zhǔn)荷載階段破壞荷載階段。
1)預(yù)加載的目的
a)使結(jié)構(gòu)進(jìn)入正常的工作狀態(tài),特別是新結(jié)構(gòu),如鋼筋混凝土橋要進(jìn)行若干次加載循環(huán)后,使結(jié)構(gòu)變形與荷載關(guān)系穩(wěn)定。
b)檢驗(yàn)全部試驗(yàn)裝置的可靠性;
c)檢查全部觀測(cè)儀表的工作是否正常;
d)起到演習(xí)的作用,可實(shí)際檢查試驗(yàn)人員的現(xiàn)場(chǎng)工作情況。通過預(yù)載所發(fā)現(xiàn)的問題,可以在正式加載試驗(yàn)前得到解決。(3)靜載加載分級(jí)與控制靜荷載加載順序:預(yù)加載階段34(3)靜載加載分級(jí)與控制
2)分級(jí)控制加載的原則
a)當(dāng)加載分級(jí)較為方便時(shí),可按最大控制截面內(nèi)力均分為4~5級(jí)。
b)當(dāng)使用載重車加載,車輛稱重有困難時(shí)也可以分成3級(jí)加載。
c)當(dāng)橋梁的調(diào)查和驗(yàn)算工作不充分,或者橋梁狀況比較差,應(yīng)盡量增多加載分級(jí),如限于條件加載分級(jí)較少時(shí),應(yīng)注意每級(jí)加載時(shí),車輛荷載逐輛緩慢駛?cè)腩A(yù)定加載位置,必要時(shí)可在加載車輛未到預(yù)定加載位置前分次對(duì)控制測(cè)點(diǎn)進(jìn)行讀數(shù)以確保試驗(yàn)安全。
d)在安排加載分級(jí)時(shí),應(yīng)注意加載過程中其他截面內(nèi)力亦應(yīng)逐漸增加,且最大內(nèi)力不應(yīng)超過控制荷載作用下的最不利內(nèi)力。
(3)靜載加載分級(jí)與控制2)分級(jí)控制加載的原則35(3)靜載加載分級(jí)與控制
3)加卸載的時(shí)間選擇與控制為了減少溫度變化對(duì)試驗(yàn)造成的影響,加載試驗(yàn)時(shí)間以晚上10時(shí)至凌晨6時(shí)為宜,尤其是采用重物直接加載,加卸載周期比較長的情況下只能在夜間進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)于采用車輛等加卸載迅速的試驗(yàn)方式,如夜間試驗(yàn)照明等有困難時(shí)亦可安排在白天進(jìn)行試驗(yàn),但在晴天或多云的天氣下進(jìn)行加載試驗(yàn)時(shí)每一加卸載周期所花費(fèi)的時(shí)間不宜超過20分鐘。(3)靜載加載分級(jí)與控制3)加卸載的時(shí)間選擇與控制364、測(cè)點(diǎn)設(shè)置與觀測(cè)(1)測(cè)點(diǎn)布置
1)主要測(cè)點(diǎn)的布設(shè)測(cè)點(diǎn)布設(shè)的原則有:(a)滿足條件的前提下,各試驗(yàn)項(xiàng)目的測(cè)點(diǎn)數(shù)量和布置必須是充分和足夠的;同時(shí)測(cè)點(diǎn)宜少不宜多,不要盲目設(shè)置測(cè)點(diǎn),這樣可以不浪費(fèi)人力和儀器設(shè)備,還會(huì)使試驗(yàn)?zāi)康耐怀觥#╞)測(cè)點(diǎn)位置要具有代表性,以便于分析和計(jì)算;(c)為保證量測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性,應(yīng)該布置一定數(shù)量的校核性測(cè)點(diǎn);(d)測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)有利于試驗(yàn)時(shí)操作和測(cè)讀,安全和方便。安裝在結(jié)構(gòu)上的附著式儀表在荷載達(dá)到正常使用荷載的1.2~1.5倍時(shí)應(yīng)該拆除,以免結(jié)構(gòu)突然破壞,而使儀表受損。
4、測(cè)點(diǎn)設(shè)置與觀測(cè)(1)測(cè)點(diǎn)布置374、測(cè)點(diǎn)設(shè)置與觀測(cè)(1)測(cè)點(diǎn)布置
2)其他測(cè)點(diǎn)的布設(shè)
根據(jù)橋梁調(diào)查和檢算工作的深度,綜合考慮結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和橋梁目前狀況等可適當(dāng)加設(shè)以下測(cè)點(diǎn):(a)撓度沿橋長或沿控制截面橋?qū)挿较蚍植?。(b)應(yīng)變沿控制截面橋?qū)挿较蚍植?。(c)應(yīng)變沿截面高分布。(d)組合構(gòu)件的結(jié)合面上、下緣應(yīng)變。(e)墩臺(tái)的沉降、水平位移與轉(zhuǎn)角,連拱橋多個(gè)墩臺(tái)的水平位移。(f)剪切應(yīng)變。(g)其他結(jié)構(gòu)薄弱部位的應(yīng)變。(h)裂縫的監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)。4、測(cè)點(diǎn)設(shè)置與觀測(cè)(1)測(cè)點(diǎn)布置384、測(cè)點(diǎn)設(shè)置與觀測(cè)(2)儀表的檢查與安裝試驗(yàn)需用到的所有儀表均應(yīng)在測(cè)試前進(jìn)行檢查,并按儀表本身的要求進(jìn)行標(biāo)定和必要的誤差修正。采用電阻應(yīng)變儀進(jìn)行應(yīng)變測(cè)試時(shí),粘貼電阻片的人員應(yīng)具有一定的經(jīng)驗(yàn),要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的溫度,濕度等條件選擇貼片及防潮工藝,盡量選用與觀測(cè)應(yīng)變部位相同的材料制作溫度補(bǔ)償片。補(bǔ)償片應(yīng)盡量靠近應(yīng)變片的設(shè)置。采用千分表觀測(cè)結(jié)構(gòu)表面應(yīng)變時(shí),在不影響觀測(cè)的前提下,應(yīng)盡量使千分表軸線靠近結(jié)構(gòu)表面,以減小測(cè)試誤差。儀表、設(shè)備容易受到碰撞,擾動(dòng)的部位應(yīng)加保護(hù)設(shè)備,系保險(xiǎn)繩或設(shè)置醒目的標(biāo)志,以保證儀表正常工作。4、測(cè)點(diǎn)設(shè)置與觀測(cè)(2)儀表的檢查與安裝395、加載試驗(yàn)的控制與安全措施(1)加載過程的觀察加載試驗(yàn)過程應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)控制點(diǎn)位移、結(jié)構(gòu)整體行為和薄弱環(huán)節(jié)部位破損實(shí)行監(jiān)控,并將結(jié)果隨時(shí)匯報(bào)給指揮人員作為控制加載的依據(jù)。加載過程中應(yīng)指定人員隨時(shí)觀察結(jié)構(gòu)各部位可能產(chǎn)生的新裂縫,注意觀察構(gòu)件薄弱部位是否有開裂、破損,組合構(gòu)件的結(jié)合面是否有開裂錯(cuò)位,支座附近混凝土是否開裂,橫隔板的接頭是否拉裂,結(jié)構(gòu)是否產(chǎn)生不正常的響聲,加載時(shí)墩臺(tái)是否發(fā)生搖晃現(xiàn)象等。如發(fā)生這些情況,應(yīng)報(bào)告試驗(yàn)指揮人員,以便采取相應(yīng)的措施。5、加載試驗(yàn)的控制與安全措施(1)加載過程的觀察405、加載試驗(yàn)的控制與安全措施(2)終止加載控制條件發(fā)生下列情況應(yīng)中途終止加載:
1)控制測(cè)點(diǎn)應(yīng)力值已達(dá)到或超過用彈性理論按規(guī)范安全條件反算的控制應(yīng)力值時(shí);
2)控制測(cè)點(diǎn)變位(或撓度)超過規(guī)范允許值時(shí);
3)由于加載使結(jié)構(gòu)裂縫的長度、縫寬急劇增加,新裂縫大量出現(xiàn),縫寬超過允許值的裂縫大量增多,對(duì)結(jié)構(gòu)使用壽命造成較大的影響時(shí);
4)拱橋加載時(shí)沿跨長方向的實(shí)測(cè)撓度曲線分布規(guī)律與計(jì)算值相差過大或?qū)崪y(cè)撓度超過計(jì)算值過多時(shí);
5)發(fā)生其他損壞,影響橋梁承載能力或正常使用時(shí)。
5、加載試驗(yàn)的控制與安全措施(2)終止加載控制條件416、靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理
(1)試驗(yàn)資料的修正
1)測(cè)值修正根據(jù)各類儀表的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)的修正,如機(jī)械儀表的校正系數(shù),電測(cè)儀表的率定系數(shù)、靈敏系數(shù)、電阻應(yīng)變觀測(cè)的導(dǎo)線電阻影響等等。當(dāng)這類因素對(duì)觀測(cè)的影響小于1%時(shí)可不予修正。
2)溫度影響修正溫度對(duì)測(cè)試的影響比較復(fù)雜。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的各部位不同的溫度變化,結(jié)構(gòu)的受力特性,測(cè)試儀表或元件的溫度變化,電測(cè)元件的溫度敏感性,自補(bǔ)性等等均對(duì)測(cè)試精度造成一定的影響。逐項(xiàng)分析這些影響是困難的,一般可采用綜合分析的方法來進(jìn)行溫度影響修正,即利用加載試驗(yàn)前的溫度穩(wěn)定觀測(cè)數(shù)據(jù),建立溫度變化(測(cè)點(diǎn)處構(gòu)件表面溫度或空氣溫度)和測(cè)點(diǎn)測(cè)值(應(yīng)變和撓度)變化的線性關(guān)系,然后按下式進(jìn)行溫度修正計(jì)算:6、靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理(1)試驗(yàn)資料的修正42
3)支點(diǎn)沉降影響的修正當(dāng)支點(diǎn)沉降量較大時(shí),應(yīng)修正其對(duì)撓度的影響,修正量C可按下式計(jì)算:
(2)各測(cè)點(diǎn)變位(撓度,位移,沉降)與應(yīng)變的計(jì)算根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)作下列計(jì)算:總變位(或總應(yīng)變) St=Sl-Si
彈性變位(或彈性應(yīng)變) Se=Sl-Su
殘余變位(或殘余應(yīng)變) Sp=St-Se=Su–Si
式中Si——加載前測(cè)值;
Sl——加載達(dá)到穩(wěn)定時(shí)測(cè)值;
Su——卸載后達(dá)到穩(wěn)定時(shí)測(cè)值。3)支點(diǎn)沉降影響的修正(2)各測(cè)點(diǎn)變位(撓度,位移,43(3)主要測(cè)點(diǎn)的校驗(yàn)系數(shù)及相對(duì)殘余變形的計(jì)算對(duì)加載試驗(yàn)的主要測(cè)點(diǎn)(即控制測(cè)點(diǎn)或加載試驗(yàn)效率最大部位測(cè)點(diǎn))進(jìn)行如下計(jì)算:
1)校驗(yàn)系數(shù)式中Se——試驗(yàn)荷載作用下量測(cè)的彈性變位(或應(yīng)變)值;
Ss——試驗(yàn)荷載作用下的理論計(jì)算變位(或應(yīng)變)值。
2)相對(duì)殘余變位(或應(yīng)變)相對(duì)殘余變位(或應(yīng)變)按下式計(jì)算:式中Sp′——相對(duì)殘余變位(或應(yīng)變),Sp、St意義同前。(3)主要測(cè)點(diǎn)的校驗(yàn)系數(shù)及相對(duì)殘余變形的計(jì)算44(4)主要測(cè)點(diǎn)彈性變位(或應(yīng)變)與相應(yīng)的理論計(jì)算值的關(guān)系列出各加載程序時(shí)主要測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)彈性變位(或應(yīng)變)與相應(yīng)的理論計(jì)算值的對(duì)照表,并繪出其關(guān)系曲線圖。(5)裂縫發(fā)展?fàn)顩r當(dāng)裂縫數(shù)量較少時(shí)可根據(jù)試驗(yàn)前后觀測(cè)情況及裂縫觀測(cè)表對(duì)裂縫狀況進(jìn)行描述。當(dāng)裂縫發(fā)展較多時(shí)應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)有代表性部位描繪裂縫展開圖,圖上應(yīng)注明各加載程序裂縫長度和寬度的發(fā)展。除以上資料的整理外還可根據(jù)需要整理各加載程序控制截面應(yīng)變(或應(yīng)變)分布圖,沿橋縱向撓度分布圖等等。
(4)主要測(cè)點(diǎn)彈性變位(或應(yīng)變)與相應(yīng)的理論計(jì)算值的關(guān)系457、加載試驗(yàn)成果分析與評(píng)定
(1)結(jié)構(gòu)工作狀況1)校驗(yàn)系數(shù)η
校驗(yàn)系數(shù)η是評(píng)定結(jié)構(gòu)工作狀況,確定橋梁承載能力的一個(gè)重要指標(biāo)。不同結(jié)構(gòu)型式的橋梁其η值常不相同,η值常見的范圍見下表。橋梁校驗(yàn)系數(shù)常值表
橋梁類型應(yīng)變(或應(yīng)力)校驗(yàn)系數(shù)撓度校驗(yàn)系數(shù)鋼筋混凝土板橋0.20-0.400.20-0.50鋼筋混凝土梁橋0.40-0.800.50-0.90預(yù)應(yīng)力混凝土橋0.60-0.900.70-1.00圬工拱橋0.70-1.000.80-1.007、加載試驗(yàn)成果分析與評(píng)定(1)結(jié)構(gòu)工作狀況橋梁校驗(yàn)系數(shù)常467、加載試驗(yàn)成果分析與評(píng)定
(1)結(jié)構(gòu)工作狀況
2)實(shí)測(cè)值與理論值的關(guān)系曲線
由于理論的變位(或應(yīng)變)一般系按線性關(guān)系計(jì)算。所以如測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)彈性變位(或應(yīng)變)與理論計(jì)算成正比,其關(guān)系曲線接近于直線,說明結(jié)構(gòu)處于良好的彈性工作狀況。
3)相對(duì)殘余變位(或應(yīng)變)測(cè)點(diǎn)在控制加載程序時(shí)的相對(duì)殘余變位(或應(yīng)變)Sp/St越小說明結(jié)構(gòu)越接近彈性工作狀況,一般要求Sp/St值不大于20%,當(dāng)Sp/St大于20%時(shí),應(yīng)查明原因,如確系橋梁強(qiáng)度不足,應(yīng)在評(píng)定時(shí),酌情降低橋梁的承載能力。7、加載試驗(yàn)成果分析與評(píng)定(1)結(jié)構(gòu)工作狀況477、加載試驗(yàn)成果分析與評(píng)定
(2)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性當(dāng)荷載試驗(yàn)項(xiàng)目比較全面時(shí),可采用荷載試驗(yàn)主要撓度測(cè)點(diǎn)的校驗(yàn)系數(shù)η來評(píng)定結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。檢算時(shí)用荷載試驗(yàn)后的舊橋檢算系數(shù)Z2對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)予以提高或折減。η值應(yīng)取控制截面內(nèi)力最不利程序時(shí)最大撓度測(cè)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)過荷載試驗(yàn)的舊橋檢算系數(shù)Z2值表ηZ20.4及以下1.20~1.300.51.15~1.250.61.10~1.200.71.05~1.150.81.00~1.100.90.97~1.071.00.95~1.057、加載試驗(yàn)成果分析與評(píng)定(2)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性經(jīng)過荷載487、加載試驗(yàn)成果分析與評(píng)定
(2)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性磚石和混凝土橋:鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋:
符合下列條件時(shí),Z2值可取高限,否則應(yīng)酌減,直至取低限。
1)加載內(nèi)力與總內(nèi)力(加載內(nèi)力+恒載內(nèi)力)的比值較大,荷載試驗(yàn)效果較好。
2)實(shí)測(cè)值與理論值線性關(guān)系較好,相對(duì)殘余變位(或應(yīng)變)較小。
3)橋梁結(jié)構(gòu)各部分無損傷,風(fēng)化、銹蝕、裂縫等較輕微。7、加載試驗(yàn)成果分析與評(píng)定(2)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性磚石和混497、加載試驗(yàn)成果分析與評(píng)定
(3)裂縫注:表中所列除特指外適用于一般條件,對(duì)于潮濕和空氣中含有較多腐蝕性氣體等條件下的縫寬限制應(yīng)要求嚴(yán)格一些。裂縫寬度限值表結(jié)構(gòu)類別裂縫部位允許最大縫寬(mm)其他要求鋼筋混凝土梁主筋附近豎向裂縫0.25腹板斜向裂縫0.30組合梁結(jié)合面0.50不允許貫通結(jié)合面橫隔板與梁體端部0.30支座墊石0.50預(yù)應(yīng)力混凝土梁梁體豎向裂縫不允許梁體縱向裂縫0.207、加載試驗(yàn)成果分析與評(píng)定(3)裂縫注:表中所列除特指外適50第四講預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋簡支梁靜載彎曲試驗(yàn)方法及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(TB/T2092-2003)1、范圍2、試驗(yàn)條件及儀器設(shè)備3、試驗(yàn)梁安裝及試驗(yàn)前準(zhǔn)備4、加載方法5、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)6、靜載試驗(yàn)記錄和試驗(yàn)報(bào)告7、安全及防護(hù)措施第四講預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋簡支梁靜載彎曲試驗(yàn)方法及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(511、范圍
適用于按標(biāo)準(zhǔn)軌距設(shè)計(jì)、廠(場(chǎng))制后張、先張法T形和箱形簡支梁,其他簡支梁可參照?qǐng)?zhí)行。2、試驗(yàn)條件及儀器、設(shè)備2.1簡支梁在下列情況下,應(yīng)進(jìn)行靜載彎曲試驗(yàn):(1)采用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝進(jìn)行生產(chǎn)時(shí);(2)生產(chǎn)條件有較大變動(dòng)時(shí);(3)出現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)承載能力的缺陷時(shí);(4)交庫技術(shù)資料不全,或?qū)Y料發(fā)生懷疑時(shí);(5)正常生產(chǎn)條件下,同類別、同跨度T(箱)形梁60件或連續(xù)三個(gè)月產(chǎn)量計(jì)一批,每批抽檢1件。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)有明確規(guī)定的,抽樣批量按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。1、范圍522、試驗(yàn)條件及儀器、設(shè)備2.1簡支梁在下列情況下,應(yīng)進(jìn)行靜載彎曲試驗(yàn):(6)產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證時(shí),應(yīng)對(duì)不同類別的簡支梁各抽取1件。抽樣原則:按最不利原則一次抽取3件(1件為首次試驗(yàn)梁,2件為加倍試驗(yàn)梁)。2.2簡支梁靜載試驗(yàn)在終張拉或放張30d后進(jìn)行,不足30d時(shí)應(yīng)由設(shè)計(jì)方檢算確定。2.3試驗(yàn)時(shí)需具有試驗(yàn)臺(tái)座、加力架、千斤頂、油泵、標(biāo)準(zhǔn)油壓表或壓力傳感器等加力設(shè)備和計(jì)量儀器,其工作能力控制在1.5~2.5倍最大試驗(yàn)荷載之間。(1)試驗(yàn)臺(tái)座應(yīng)能保證試驗(yàn)梁跨度、支承方式、加載狀態(tài)符合試驗(yàn)加載計(jì)算圖式要求,且有足夠的剛度和穩(wěn)定性,加載點(diǎn)間距4m(8m梁為2m),且對(duì)稱布置。2、試驗(yàn)條件及儀器、設(shè)備532、試驗(yàn)條件及儀器、設(shè)備(2)加載用千斤頂校驗(yàn)系數(shù)應(yīng)不大于1.05。(3)壓力表應(yīng)采用防振型,其精度等級(jí)不低于0.4級(jí),最小刻度應(yīng)不大于0.2MP,表盤量程應(yīng)在工作最大油壓的1.25~2.0倍之間。(4)壓力傳感器的精度應(yīng)不低于C級(jí),顯示儀表的最小分度值不大于加載最大量值的1%,示值誤差為±1%F.S。(5)撓度測(cè)量采用位移計(jì)或大量程百分表,位移計(jì)精度應(yīng)不低于1.0級(jí),其顯示儀表最小分度值不宜大于所測(cè)總撓度的1.0%,百度表的最小分度值不大于0.05mm。(6)用于觀察裂縫的普通放大鏡放大倍數(shù)不低于10倍,直徑不小于50mm;量測(cè)裂縫寬度應(yīng)使用刻度放大鏡,其放大倍數(shù)應(yīng)不低于10倍,最小分度值不大于0.02mm。(7)測(cè)量跨度用鋼卷尺,其最小分度值應(yīng)不大于1mm。(8)彈簧式拉力測(cè)力計(jì)的最小分度值不大于2%F.S,示值誤差應(yīng)為±1%F.S。2、試驗(yàn)條件及儀器、設(shè)備542、試驗(yàn)條件及儀器、設(shè)備
2.4當(dāng)采用壓力表控制試驗(yàn)荷載時(shí),試驗(yàn)前應(yīng)將千斤頂與壓力表配套后在精度不低于三級(jí)的試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行標(biāo)定。當(dāng)采用壓力傳感器控制試驗(yàn)荷載時(shí),試驗(yàn)前應(yīng)將壓力傳感器與讀數(shù)儀配套后在精度不低于三級(jí)的試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行標(biāo)定。(1)壓力表應(yīng)分級(jí)標(biāo)定,級(jí)差應(yīng)不大于加載最大值的10%,加載速度應(yīng)不大于3kN/s,標(biāo)定的最大荷載宜不小于加載最大值的1.1倍,且持荷10min。(2)千斤頂與壓力表配套標(biāo)定時(shí),應(yīng)采用千斤頂頂壓試驗(yàn)機(jī)或壓力傳感器的標(biāo)定方式,其活塞的外露量應(yīng)約等于試驗(yàn)最大荷載時(shí)的外露量;各級(jí)荷載下應(yīng)力以壓力表的表盤整讀數(shù)對(duì)應(yīng)壓力機(jī)的表盤讀數(shù)。(3)配套標(biāo)定數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行線性回歸,線性回歸相關(guān)系數(shù)應(yīng)不小于0.999,并根據(jù)加載等級(jí)計(jì)算各級(jí)荷載下的表示值。2、試驗(yàn)條件及儀器、設(shè)備552、試驗(yàn)條件及儀器、設(shè)備(4)試驗(yàn)所用計(jì)量設(shè)備、儀器、儀表、鋼卷尺等均需經(jīng)法定計(jì)量檢定部門檢定合格,且在有效期內(nèi)使用。測(cè)量跨度用鋼卷尺應(yīng)經(jīng)懸空檢定。3、試驗(yàn)梁安裝及試驗(yàn)前準(zhǔn)備
3.1梁兩端支座的相對(duì)高差應(yīng)不大于10mm,同一支座兩側(cè)或同一端兩支座高差不大于2mm;箱梁四支點(diǎn)不平整度不大于2mm。支座安裝后的實(shí)測(cè)梁跨度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.2試驗(yàn)梁移入臺(tái)座對(duì)中后,在梁頂標(biāo)出腹板中心線作為梁體的加載中心線,并在每一加載點(diǎn)鋪設(shè)墊層及鋼座板。鋼座板用水平尺找平后,移入千斤頂。
3.3各千斤頂中心與梁頂加載中心線縱、橫向位置偏差均應(yīng)不大于10mm。
3.4各千斤頂中心與加力架橫梁中心縱、橫向偏差均應(yīng)不大于10mm,且應(yīng)墊實(shí)兩者之間的空隙。2、試驗(yàn)條件及儀器、設(shè)備563、試驗(yàn)梁安裝及試驗(yàn)前準(zhǔn)備
3.5加載前用10倍放大鏡在梁體跨中兩側(cè)1/2跨度范圍內(nèi)的下緣和梁底面進(jìn)行外觀檢查;對(duì)初始裂縫(表面收縮裂縫和表面損傷裂縫)及局部缺陷用藍(lán)色鉛筆詳細(xì)描出。
3.6試驗(yàn)梁靜載試驗(yàn)前應(yīng)仔細(xì)核查原始資料,加載計(jì)算單按附錄A要求詳細(xì)列出。
3.7梁體撓度測(cè)量部位應(yīng)在跨中及支座中心兩側(cè),測(cè)量撓度的支架應(yīng)牢固、穩(wěn)定,且不應(yīng)受加載時(shí)試驗(yàn)臺(tái)座變形的影響。4、加載方法
4.1試驗(yàn)梁的加載分兩個(gè)循環(huán)進(jìn)行。以加載系數(shù)K表示加載等級(jí),加載系數(shù)K是加載試驗(yàn)中梁體跨中承受的彎矩與設(shè)計(jì)彎矩之比。試驗(yàn)準(zhǔn)備工作結(jié)束后梁體承受的荷載狀態(tài)為初始狀態(tài);基數(shù)級(jí)下梁體跨中承受的彎矩指梁體質(zhì)量與二期恒載質(zhì)量對(duì)跨中彎矩之和。3、試驗(yàn)梁安裝及試驗(yàn)前準(zhǔn)備574、加載方法(1)全預(yù)應(yīng)力梁各循環(huán)的加載等級(jí):4、加載方法584、加載方法(2)允許出現(xiàn)有限拉應(yīng)力和允許出現(xiàn)裂縫但裂縫寬度受到限制的預(yù)應(yīng)力梁各循環(huán)的加載等級(jí):4、加載方法594、加載方法
4.2各千斤頂宜同速、同步達(dá)到同一荷載值;加載速度不宜超過3kN/s。
4.3每級(jí)加載后均應(yīng)仔細(xì)檢查梁體下緣和梁底有無裂縫出現(xiàn)。如出現(xiàn)裂縫或初始裂縫的延伸,應(yīng)用紅鉛筆標(biāo)注,并注明荷載等級(jí),量測(cè)裂縫寬度。
4.4對(duì)于允許出現(xiàn)裂縫但裂縫寬度受到限制的預(yù)應(yīng)力梁,如第一或第二加載循環(huán)時(shí)梁體出現(xiàn)受力裂縫,應(yīng)在后一加載循環(huán)時(shí)采用千分表或振弦式應(yīng)變儀測(cè)試,并記錄各級(jí)加載等級(jí)下的裂縫寬度或裂縫處的變形,第三加載循環(huán)的加載方法與第二循環(huán)相同。
4.5每級(jí)加載后均應(yīng)測(cè)量梁體跨中和各支座中心截面兩側(cè)豎向位移變化,以同一截面的兩側(cè)平均值分別作為相應(yīng)截面的豎向位移量或支點(diǎn)沉降量。跨中截面的豎向位移量減去支座沉降影響量即為該級(jí)荷載下的實(shí)測(cè)撓度值。
4.6對(duì)每級(jí)加載下的實(shí)測(cè)撓度值,應(yīng)仔細(xì)復(fù)核,發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即查明原因。4、加載方法605、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)5.1梁體剛度合格的評(píng)定實(shí)測(cè)靜活載撓度值(f實(shí)測(cè))為靜活載級(jí)下實(shí)測(cè)撓度減去基數(shù)級(jí)下實(shí)測(cè)撓度值。實(shí)測(cè)靜活載撓度值合格評(píng)定標(biāo)準(zhǔn):φ
f實(shí)測(cè)≤1.05f設(shè)計(jì)。5.2全預(yù)應(yīng)力梁抗裂合格和允許出現(xiàn)有限拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力度合格的評(píng)定
(1)在K=1.20加載等級(jí)下持荷20min,梁體下緣底面未發(fā)現(xiàn)受力裂縫或下緣側(cè)面(包括倒角、圓弧過渡段)的受力裂縫未延伸至梁底邊,評(píng)定全預(yù)應(yīng)力梁抗裂合格。(2)在K=1.00加載等級(jí)下持荷20min,梁體下緣底面未發(fā)現(xiàn)受力裂縫或下緣側(cè)面(包括倒角、圓弧過渡段)的受力裂縫未延伸至梁底邊,評(píng)定允許出現(xiàn)有限拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力度合格。5、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)615、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)5.3允許出現(xiàn)裂縫但限制裂縫寬度的預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力度和裂縫寬度合格的評(píng)定(1)在K=1.00加載等級(jí)下持荷20min,梁體下緣底面未發(fā)現(xiàn)受力裂縫或下緣側(cè)面(包括倒角、圓弧過渡段)的受力裂縫未延伸至梁底邊,評(píng)定預(yù)應(yīng)力度和裂縫寬度合格。(2)在K=1.00加載等級(jí)下持荷20min,裂縫寬度δf≤0.07mm(對(duì)采用鋼絲、鋼絞線的梁)或δf≤0.13mm(對(duì)采用Ⅳ級(jí)精軋螺旋鋼筋的梁);裂縫重新張開時(shí)加載荷載等級(jí)大于等于0.90倍的設(shè)計(jì)消壓荷載等級(jí),且裂縫重新張開時(shí)加載荷載等級(jí)大于0.70級(jí);評(píng)定預(yù)應(yīng)力度和裂縫寬度合格。5、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)625、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)5.4梁體剛度不合格的評(píng)定當(dāng)最后一輪加載循環(huán)時(shí)的實(shí)測(cè)靜活載撓度值不滿足φf實(shí)測(cè)≤1.05f設(shè)計(jì)的規(guī)定,則梁體剛度不合格。5.5全預(yù)應(yīng)力梁抗裂和允許出現(xiàn)有限拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力梁的預(yù)應(yīng)力度不合格的評(píng)定
(1)當(dāng)在某加載等級(jí)下(最大加載等級(jí)除外)的持荷時(shí)間內(nèi),梁體下緣底面發(fā)現(xiàn)受力裂縫或下緣側(cè)面受力裂縫延伸至梁底邊,按加載程序規(guī)定加至后一級(jí)荷載后,受力裂縫延長或在上述部位又出現(xiàn)新的受力裂縫,即評(píng)定在該加載等級(jí)與前一加載等級(jí)的平均加載等級(jí)為抗裂等級(jí),全預(yù)應(yīng)力梁抗裂不合格或允許出現(xiàn)有限拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力度不合格。5、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)635、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)5.5全預(yù)應(yīng)力梁抗裂和允許出現(xiàn)有限拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力梁的預(yù)應(yīng)力度不合格的評(píng)定
(2)當(dāng)在某加載等級(jí)加載至后一加載等級(jí)的過程中,梁體下緣底面發(fā)現(xiàn)受力裂縫或下緣側(cè)面受力裂縫延伸至梁底邊,按加載程序規(guī)定加至后一級(jí)荷載后,受力裂縫延長或在上述部位又出現(xiàn)新的受力裂縫,即評(píng)定該加載等級(jí)為抗裂等級(jí),全預(yù)應(yīng)力梁抗裂不合格或允許出現(xiàn)有限拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力度不合格。(3)當(dāng)在最大加載等級(jí)的持荷時(shí)間內(nèi),梁體下緣底面發(fā)現(xiàn)受力裂縫或下緣側(cè)面受力裂縫延伸至梁底邊,應(yīng)在持荷20min后,對(duì)全預(yù)應(yīng)力梁分級(jí)卸載至靜活載級(jí),對(duì)允許出現(xiàn)有限拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力梁分級(jí)卸載至K=0.6級(jí),按加載程序規(guī)5、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)645、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)5.5全預(yù)應(yīng)力梁抗裂和允許出現(xiàn)有限拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力梁的預(yù)應(yīng)力度不合格的評(píng)定
定重新加載至最大加載等級(jí)。重新加載至最大加載等級(jí)過程中裂縫張開,即評(píng)定該加載等級(jí)為抗裂等級(jí),全預(yù)應(yīng)力梁抗裂不合格或允許出現(xiàn)有限拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力度不合格。5.6允許出現(xiàn)裂縫但限制裂縫寬度的預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力度和裂縫寬度不合格的評(píng)定(1)根據(jù)各級(jí)加載等級(jí)下的裂縫寬度或裂縫處的變形關(guān)系圖,確定裂縫張開時(shí)的加載等級(jí)。當(dāng)在最后一次加載循環(huán)最大加載等級(jí)下持荷20min,裂縫寬度或裂縫張開時(shí)的加載等級(jí)不滿足5.3(2)的要求,即評(píng)定梁體裂縫寬度或預(yù)應(yīng)力度不合格。5、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)655、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)5.6允許出現(xiàn)裂縫但限制裂縫寬度的預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力度和裂縫寬度不合格的評(píng)定(2)裂縫寬度的測(cè)試位置在梁體側(cè)面最下排普通鋼筋中心線水平處。5.7對(duì)全預(yù)應(yīng)力混凝土梁,梁體豎向剛度和抗裂合格,評(píng)定該梁靜載彎曲試驗(yàn)合格,否則為不合格。5.8對(duì)允許出現(xiàn)有限拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力混凝土梁,梁體豎向剛度和預(yù)應(yīng)力度均合格,評(píng)定該梁靜載彎曲試驗(yàn)合格,否則為不合格。5.9對(duì)允許出現(xiàn)裂縫但限制裂縫寬度的預(yù)應(yīng)力混凝土梁,梁體豎向剛度、預(yù)應(yīng)力度和裂縫寬度均合格,評(píng)定該梁靜載彎曲試驗(yàn)合格,否則為不合格。5、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)665、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)5.10若該梁靜載彎曲試驗(yàn)評(píng)定為不合格,應(yīng)對(duì)備用梁進(jìn)行靜載彎曲試驗(yàn)。2件備用梁靜載彎曲試驗(yàn)均合格,仍可評(píng)定為該批梁靜載試驗(yàn)合格(該靜載彎曲試驗(yàn)不合格梁除外)。若加倍抽樣靜載彎曲試驗(yàn)仍有不合格,則應(yīng)對(duì)本批梁逐片進(jìn)行靜載彎曲試驗(yàn)。6、靜載試驗(yàn)記錄與試驗(yàn)報(bào)告6.1試驗(yàn)記錄的主要項(xiàng)目包括:
(1)試驗(yàn)梁、支座、試驗(yàn)裝備、設(shè)備、儀器安裝記錄;(2)千斤頂與油壓表配套標(biāo)定記錄;(3)各級(jí)加載數(shù)值及加載時(shí)間記錄;(4)支座沉降和跨中豎向位移測(cè)量及撓度記錄;(5)裂縫部位、裂縫寬度與荷載等級(jí)關(guān)系的記錄。5、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)676、靜載試驗(yàn)記錄與試驗(yàn)報(bào)告6.2靜載彎曲試驗(yàn)報(bào)告見附錄D。6.3靜載彎曲試驗(yàn)報(bào)告主要內(nèi)容包括:
(1)檢驗(yàn)單位和受檢企業(yè)的名稱;(2)受檢產(chǎn)品型號(hào)和規(guī)格;(3)檢驗(yàn)類別;(4)檢驗(yàn)日期;(5)檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)依據(jù);(6)抽檢辦法和抽檢數(shù)量;(7)試驗(yàn)設(shè)備和器具、儀表;(8)加載圖式和加載程序;(9)檢驗(yàn)結(jié)果、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)結(jié)論;(10)檢驗(yàn)報(bào)告審批簽章。6、靜載試驗(yàn)記錄與試驗(yàn)報(bào)告687、安全及防護(hù)措施7.1吊梁應(yīng)有專人指揮,按規(guī)程操作,注意安全;吊裝千斤頂時(shí)梁下嚴(yán)禁站人。7.2高壓油路和電路應(yīng)符合有關(guān)要求。7.3驗(yàn)梁在必要時(shí)應(yīng)設(shè)防風(fēng)、防傾支護(hù)。7.4儀器、儀表和電器應(yīng)有防雨、防曬條件。7、安全及防護(hù)措施69第五講鐵路橋梁靜載試驗(yàn)
橋梁靜載試驗(yàn)是制定其結(jié)構(gòu)性能的重要手段,也是檢驗(yàn)梁體抗裂性及剛度的常用辦法。其試驗(yàn)方法的科學(xué)性、操作的準(zhǔn)確性、判定的合理性,都直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量是否合格及鐵路運(yùn)營安全。1、靜載試驗(yàn)分類及試驗(yàn)依據(jù)1.1靜載試驗(yàn)分類
靜載試驗(yàn)分為靜載彎曲抗裂試驗(yàn)(適用于先張法和后張法全預(yù)應(yīng)力混凝土梁)和靜載彎曲試驗(yàn)(適用于允許出現(xiàn)有限拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力混凝土梁和允許出現(xiàn)裂縫但限制裂縫寬度的預(yù)應(yīng)力混凝土梁)兩大類。第五講鐵路橋梁靜載試驗(yàn)橋梁靜載試驗(yàn)是制定其結(jié)構(gòu)性701、靜載試驗(yàn)分類及試驗(yàn)依據(jù)1.2靜載試驗(yàn)依據(jù)按《預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋簡支梁靜載彎曲試驗(yàn)方法及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(TB/T2092-2003)執(zhí)行。2、試驗(yàn)梁抽樣辦法
對(duì)于下列六種不同的產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)類別,有著截然不同的試驗(yàn)梁抽樣方法。2.1投產(chǎn)前鑒定檢驗(yàn)由有關(guān)部門(企業(yè)上級(jí)或檢驗(yàn)機(jī)構(gòu))主持,對(duì)新建梁廠(場(chǎng))首先試生產(chǎn)梁進(jìn)行靜載試驗(yàn)。1、靜載試驗(yàn)分類及試驗(yàn)依據(jù)2、試驗(yàn)梁抽樣辦法712、試驗(yàn)梁抽樣辦法
2.2新產(chǎn)品鑒定檢驗(yàn)對(duì)采用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝生產(chǎn)的首批產(chǎn)品,抽取一片具有代表性的梁,由設(shè)計(jì)、科研、質(zhì)檢部及業(yè)務(wù)主管部門主持進(jìn)行靜載試驗(yàn)。
2.3生產(chǎn)單位出廠檢驗(yàn)(1)現(xiàn)場(chǎng)制梁:每批(60片)隨機(jī)抽一片(或抽有缺陷者或較差者),進(jìn)行靜載試驗(yàn)。(2)工廠制梁:每批或每季隨機(jī)抽一片進(jìn)行靜載試驗(yàn)。2、試驗(yàn)梁抽樣辦法722、試驗(yàn)梁抽樣辦法
2.4發(fā)證檢驗(yàn)在生產(chǎn)單位(橋梁廠或制梁場(chǎng))自檢合格并且具備一定抽檢基數(shù)(一般為30片)的梁片中,抽取一片具有代表性的梁(張拉或放張齡期較短、梁體混凝土強(qiáng)度及彈模較低者)進(jìn)行靜載試驗(yàn)。并且在同類產(chǎn)品中,以曲代直、以大代小、以難代易、以低代高。
2.5抽查檢驗(yàn)(包括生產(chǎn)許可證期中復(fù)查)對(duì)抽樣基數(shù)一般不作硬性規(guī)定,可在梁廠(場(chǎng))庫存梁中隨機(jī)抽取一片進(jìn)行靜載試驗(yàn)。2、試驗(yàn)梁抽樣辦法732、試驗(yàn)梁抽樣辦法
2.6委托鑒定檢驗(yàn)(包括仲裁檢驗(yàn))對(duì)一片或一批梁能否使用,由委托方指定或雙方商定樣品,進(jìn)行靜載試驗(yàn)。
2.7抽樣梁的代表性橋梁是國家實(shí)施生產(chǎn)許可證制度的七個(gè)重要鐵路工業(yè)產(chǎn)品之一。其壽命據(jù)有關(guān)資料介紹約百年,由于它具有不易更換的特殊性,勢(shì)必要求結(jié)構(gòu)性能100%合格。因?yàn)榛炷敛牧系姆莿蛸|(zhì)性和以試件強(qiáng)度代表梁體強(qiáng)度的模擬性,導(dǎo)致抽樣試驗(yàn)的判定也將具有漏判或錯(cuò)判,使生產(chǎn)方或使用方均具有一定風(fēng)險(xiǎn)。為此橋梁發(fā)證檢驗(yàn)抽樣辦法,2、試驗(yàn)梁抽樣辦法742、試驗(yàn)梁抽樣辦法
2.7抽樣梁的代表性應(yīng)采用抽高難品種中較劣質(zhì)者進(jìn)行靜載試驗(yàn)。使生產(chǎn)方與使用方風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)。還應(yīng)當(dāng)注意:抽樣后應(yīng)全面觀測(cè)樣品梁,剔除跨中附近有明顯局部外觀缺陷或外形尺寸嚴(yán)重超差的樣品,使樣品具有更大的代表性。3、試驗(yàn)設(shè)備
3.1試驗(yàn)臺(tái)座
(1)試驗(yàn)臺(tái)座形式:①傳統(tǒng)式:鋼質(zhì)剛性門架,基礎(chǔ)混凝土配重;鋼絞線束與鋼橫梁門架,基礎(chǔ)混凝土配重。②配重式:華藍(lán)垂吊式;頂部壓重式。③樁反力式:打入管樁抵抗加載反力,配鋼門架。④桁架式:萬能桿件自平衡式;軍用梁與鋼絞線配合式。2、試驗(yàn)梁抽樣辦法753、試驗(yàn)設(shè)備
3.1試驗(yàn)臺(tái)座(2)加載點(diǎn)數(shù)量及間距:當(dāng)試驗(yàn)荷載的布置不能完全與設(shè)計(jì)規(guī)定相符時(shí),應(yīng)按荷載效應(yīng)等效的原則換算,即使構(gòu)件試驗(yàn)的內(nèi)力圖形與設(shè)計(jì)的內(nèi)力圖形相似,并使控制截面上的內(nèi)力值相等。TB/T2092-2003規(guī)定,加力架的加載間距“必須保證在試驗(yàn)時(shí),能使梁體首先達(dá)到完全抗裂極限?!膘o載試驗(yàn)首要目的是為了檢驗(yàn)梁體正截面承受彎曲抗裂的能力。按TB/T2092-2003附錄A規(guī)定,加載點(diǎn)數(shù)量應(yīng)為奇數(shù)。即在跨中應(yīng)有一加載點(diǎn),其余加載點(diǎn)于其兩側(cè)對(duì)稱布置。其目的在于使跨中產(chǎn)生最大彎矩,首先在跨中截面產(chǎn)生彎曲正應(yīng)力,使彎矩包絡(luò)圖相似,最大彎矩等值。3、試驗(yàn)設(shè)備763、試驗(yàn)設(shè)備
目前一些梁廠(場(chǎng))采用偶數(shù)加載點(diǎn),則跨中有一等彎矩段,與設(shè)計(jì)內(nèi)力圖差別較大,不利于正確評(píng)價(jià)試驗(yàn)梁抗裂性。3、試驗(yàn)設(shè)備目前一些梁廠(場(chǎng))采用偶數(shù)加載點(diǎn),則773、試驗(yàn)設(shè)備
3.2加載千斤頂及其校正計(jì)算
(1)加載千斤頂:宜采用精密壓力千斤頂(成都、上海產(chǎn)),其精度高、活塞面積大,可配合使用0~25MPa、0.4級(jí)精密壓力表,其最小刻度為0.2MPa。如使用其它千斤頂或起重用頂鎬,所配油表為0~60MPa,則其最小刻度為0.5MPa,視讀精度不能滿足計(jì)算要求。另外,加荷動(dòng)力源(油泵)應(yīng)能使油表壓力值保持穩(wěn)定。
(2)千斤頂校正:TB2092-2003規(guī)定:千斤頂校正系數(shù)不得大于1.05,并且需要將頂、表、泵配套標(biāo)定。①配套標(biāo)定有三種方法:壓力機(jī)法、壓力環(huán)法、傳感器法。配套標(biāo)定時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):a)千斤頂與工作狀態(tài)應(yīng)保持同方向運(yùn)行,因正、反向摩阻不同。b)先讀油壓表示值(MPa),再讀壓力機(jī)(或壓力環(huán)、傳感器)力值(N)。因?yàn)闃?biāo)定器(壓力機(jī):N;3、試驗(yàn)設(shè)備783、試驗(yàn)設(shè)備
3.2加載千斤頂及其校正計(jì)算壓力環(huán):mm;傳感器:微應(yīng)變)的精度較油壓表高得多,這樣可以更好地減小視讀誤差。現(xiàn)在有些梁場(chǎng)常發(fā)生讀反的情況。②摩阻系數(shù)計(jì)算:如校正系數(shù)計(jì)算結(jié)果小于1.00,則可能是將千斤頂活塞面積用錯(cuò)了,或是計(jì)算公式用錯(cuò)。正確的計(jì)算公式為:(3)各級(jí)加載油壓表理論讀值計(jì)算:采用首先根據(jù)標(biāo)定數(shù)據(jù)計(jì)算出各頂?shù)木€性回歸方程式Y(jié)=kx+b及相關(guān)系數(shù)r,以觀察該頂?shù)木€性優(yōu)劣(r≥0.999)。然后,再將各級(jí)荷載代人回歸方程,求出各級(jí)荷載所對(duì)應(yīng)的油壓表讀值。3、試驗(yàn)設(shè)備(3)各級(jí)加載油壓表理論讀值計(jì)算:采用首先根據(jù)標(biāo)794、試驗(yàn)梁齡期
4.1一般要求
一般情況下,靜載試驗(yàn)應(yīng)在全部施加預(yù)應(yīng)力后不少于30d進(jìn)行。靜載試驗(yàn)的計(jì)算齡期應(yīng)從梁體全部施加預(yù)應(yīng)力時(shí)算起(無論是收縮、徐變還是松弛應(yīng)力損失完成率,均由此日算起)但先張梁與后張粱的計(jì)算還有所區(qū)別?;炷潦湛s、徐變計(jì)算齡期:先張梁從放張之日算起至試驗(yàn)日期;后張梁從終張拉之日算起至試驗(yàn)日期。鋼筋松弛計(jì)算齡期:先張梁從張拉之日算起至試驗(yàn)日期;后張梁從終張拉之日算起至試驗(yàn)日期。4、試驗(yàn)梁齡期804、試驗(yàn)梁齡期
4.2特殊情況
若條件所限,只能選用齡期少于30d的梁時(shí),應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件:
(1)梁體混凝土灌筑28d之后。因?yàn)檫_(dá)到設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)后,才能進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)。
(2)對(duì)梁體下翼緣力筋進(jìn)行檢算,使能滿足
(對(duì)鋼絲、鋼絞線),以防止外加荷載在跨中最下層預(yù)應(yīng)力筋中所產(chǎn)生的最大應(yīng)力超過鋼筋(鋼絲)的彈性極限,造成梁體結(jié)構(gòu)性能永久性損傷。4、試驗(yàn)梁齡期815、裂縫及其規(guī)律
5.1裂縫分類
裂縫分為初始裂縫(收縮裂縫和損傷裂縫)及受力裂縫(征兆裂縫和判定裂縫)兩類。這四種性質(zhì)不同的裂縫。
5.2裂縫觀察方法“側(cè)觀比較法”:即從側(cè)面方向觀察,同時(shí)注意與鄰近區(qū)域比較。這方法比正對(duì)截面方向更容易發(fā)現(xiàn)較細(xì)裂縫產(chǎn)生的陰影。當(dāng)搜索到疑點(diǎn)后,再用放大鏡仔細(xì)辨認(rèn)確定。5、裂縫及其規(guī)律825、裂縫及其規(guī)律
5.3受力裂縫出現(xiàn)的一般規(guī)律
(1)走向:沿粱體截面方向,傾角一般小于30°。
(2)位置:在跨中4m段范圍內(nèi)。一般外側(cè)首先出現(xiàn)。普通高度、超高度梁都在外側(cè)下八字棱角上首先出現(xiàn),隨后向上、下延長。有的延長到下底角上,甚至拐入梁底面上。
(3)時(shí)間:一般在壓漿破裂聲(也稱“放鞭”。一般在0.8~1.0級(jí)左右)之后,開始出現(xiàn)征兆裂縫。判定裂縫常出現(xiàn)在Kf=1.20同時(shí)持荷20min之內(nèi)。
5.4裂縫的標(biāo)記方法初始裂縫:規(guī)定用藍(lán)色鉛筆標(biāo)記。在加載前仔細(xì)觀察尋找,并沿著縫右側(cè)約1mm處,順其走向畫出痕跡,并在其兩端點(diǎn)打上橫杠,封住端頭,以辨別加載后是否延長。嚴(yán)禁用劃大圈法標(biāo)記初始裂縫,因圈內(nèi)再出現(xiàn)新裂縫將無法辨認(rèn),可能造成漏判。5、裂縫及其規(guī)律835、裂縫及其規(guī)律
5.5外側(cè)首先出現(xiàn)受力裂縫的原因
(1)旁彎。由于梁體截面不對(duì)稱而產(chǎn)生的旁彎,是造成外側(cè)先裂的主要原因。由于隔板、肋墻、擋碴墻及橋面墊層(先張梁)均未參加梁體截面計(jì)算,而實(shí)際上述部位對(duì)截面特性均有一定影響。據(jù)有關(guān)資料記載和實(shí)測(cè),外側(cè)底部邊角處比內(nèi)側(cè)應(yīng)力約大10~20%(普高梁約大20%,低高梁約大10%左右)。
(2)邊角處應(yīng)力集中。
(3)振動(dòng)產(chǎn)生的浮漿集中于下八字拐角處。因上述三種不利因素,故受力裂縫通常是在下八字拐角處首先出現(xiàn)。它的出現(xiàn),表明此處混凝土已開始受到拉應(yīng)力。它通常是梁體受力開裂的前兆,所以稱其為“征兆裂縫”。征兆裂縫出現(xiàn)得越早,判定裂縫出現(xiàn)的可能性就越大。5、裂縫及其規(guī)律846、梁體開裂的判定準(zhǔn)確地判斷梁體是否真正開裂,這是受檢方和檢驗(yàn)方都十分敏感的問題,在發(fā)證檢驗(yàn)工作中尤為突出。
6.1“判定裂縫”及其驗(yàn)證方法(1)判定裂縫:在某級(jí)荷載作用下,裂縫由側(cè)面延至梁底(即裂縫抵達(dá)梁底水平面上),或在梁底部邊角、梁底面上出現(xiàn)了裂縫,因這種裂縫決定了梁體開裂與否,因此稱其為“判定裂縫”。這種裂縫一旦被發(fā)現(xiàn),又經(jīng)驗(yàn)證屬于真實(shí)受力裂縫后,則判定梁體開裂,靜載試驗(yàn)不合格。在發(fā)證檢驗(yàn)工作中,當(dāng)試驗(yàn)樣品梁不合格,則代表梁廠(場(chǎng))產(chǎn)品質(zhì)量不合格。因此,驗(yàn)證方法就顯得特別重要。6、梁體開裂的判定856、梁體開裂的判定
6.1“判定裂縫”及其驗(yàn)證方法(2)判定裂縫的驗(yàn)證方法:①梁體在某級(jí)發(fā)現(xiàn)判定裂縫,則再增加一級(jí)荷載,如裂縫延長或展寬或又出現(xiàn)新裂縫,則證實(shí)此裂縫為真實(shí)受力裂縫,梁體確實(shí)已開裂。②使用20倍放大鏡觀察裂縫,跟蹤卸載。如裂縫在卸載后完全閉合,則同樣證實(shí)了裂縫的真實(shí)性。③根據(jù)撓度測(cè)量數(shù)據(jù),描繪出荷載—撓度曲線,找出曲線上轉(zhuǎn)折點(diǎn)(取曲線第一彎轉(zhuǎn)段兩端點(diǎn)切線的交點(diǎn))所對(duì)應(yīng)的荷載值,即為梁體開裂荷載實(shí)測(cè)值。當(dāng)不能斷定是否受力裂縫,或未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)而早已出現(xiàn)的裂縫,或難以判斷正截面是否開裂,均可以采用荷載—撓度曲線法。6、梁體開裂的判定866、梁體開裂的判定
6.1“判定裂縫”及其驗(yàn)證方法以上三種驗(yàn)證方法可以同時(shí)并用,也可選用①、③或①、②兩種。但不能單獨(dú)使用②,以防因局部缺陷裂縫,導(dǎo)致誤判。因?yàn)檫@種因局部缺陷(如墊塊、漏漿等)而引發(fā)的受力裂縫,不能代表梁體整個(gè)截面開裂。這種隱形缺陷裂縫,再增加一級(jí)荷載不一定延展,而卸載卻完全閉合。由此看出驗(yàn)證是由表及里、去偽存真的重要手段。在實(shí)測(cè)中通常采用加一級(jí)延長,卸載閉合的方法。這較加一級(jí)展寬(不易定量)或再去尋找新裂縫出現(xiàn)來驗(yàn)證裂縫,更來得直接、方便。6、梁體開裂的判定876、梁體開裂的判定
6.2開裂荷載等級(jí)的確定
在某級(jí)荷載作用下(指本級(jí)持荷時(shí)間內(nèi)和下級(jí)加載過程中)發(fā)現(xiàn)裂縫,并經(jīng)驗(yàn)證,則認(rèn)為梁體在某級(jí)開裂?!膀?yàn)證荷載”的區(qū)別如下:(1)若在本級(jí)向下一級(jí)加載過程中發(fā)現(xiàn)裂縫(此時(shí)梁實(shí)際承受十足的本級(jí)荷載,而下一級(jí)還未加到),則應(yīng)加到下一級(jí)荷載來驗(yàn)證裂縫。如屬實(shí),即認(rèn)為梁體在本級(jí)開裂。(2)若在本級(jí)持荷時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)裂縫,則應(yīng)再增加一級(jí)荷載來驗(yàn)證裂縫。如屬實(shí),即認(rèn)為梁體在本級(jí)開裂。在發(fā)證檢驗(yàn)中常遇到在Kf
=1.20,持荷20min內(nèi)發(fā)現(xiàn)了裂縫,但增加一級(jí)荷載應(yīng)該是多少呢?經(jīng)編制TB2092的專家解釋:1.20級(jí)再增加一級(jí)應(yīng)該加到Kf=1.22級(jí),且持荷時(shí)間仍為2~5min。6、梁體開裂的判定886、梁體開裂的判定
6.2開裂荷載等級(jí)的確定有人認(rèn)為在1.20級(jí)開始加載,但還未加到1.20級(jí)的荷載值時(shí)梁底發(fā)現(xiàn)裂縫,則認(rèn)為在1.20級(jí)出現(xiàn)受力裂縫。如再采取增加一級(jí)荷載即由1.20級(jí)加至1.22級(jí),經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)原裂縫又有所延長,則認(rèn)為梁體已在1.20級(jí)開裂,判為不合格。這是錯(cuò)誤的,因?qū)Ⅱ?yàn)證荷載誤加到1.22級(jí)后,裂縫可能會(huì)有所延長。正確的方法應(yīng)加到1.20級(jí).則有可能不延長(或不出現(xiàn)新裂縫),故不能判為梁體開裂。這二者之差別,有可能引起質(zhì)的變化,造成幾百孔梁的誤判。6、梁體開裂的判定897、加倍試驗(yàn)
《預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋簡支T梁技術(shù)條件》(TB/T3043-2005)及《后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土鐵路簡支梁現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制施工工藝》(基施[1989]90號(hào))均規(guī)定:“如被抽驗(yàn)的后張梁達(dá)不到要求時(shí),應(yīng)查明原因,加倍抽驗(yàn)。仍達(dá)不到時(shí),需逐片試驗(yàn)。”以上標(biāo)準(zhǔn)與文件,雖指出了加倍試驗(yàn)的條件,但是,加倍試驗(yàn)的抗裂安全系數(shù)與撓度的質(zhì)量指標(biāo),尚未明確。
《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2002)中規(guī)定:對(duì)于加倍抽驗(yàn)的指標(biāo):
“抗裂系數(shù)允許值=標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值×0.95;撓度允許值=標(biāo)準(zhǔn)值×1.10?!辈⑶乙?guī)定:①第二次抽取的第一個(gè)試件的全部檢驗(yàn)結(jié)果均符合標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí),該批結(jié)構(gòu)性能可判為合格;②第二次抽取的第二個(gè)試件全部檢驗(yàn)結(jié)果均符合第二次檢驗(yàn)的要求時(shí),該批構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能可判為合格。7、加倍試驗(yàn)907、加倍試驗(yàn)
鐵路行業(yè)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行部標(biāo)。通常采用的方法是:如橋梁靜載試驗(yàn)不合格,則加倍抽樣試驗(yàn)。第二次檢驗(yàn)的質(zhì)量指標(biāo)仍按原要求(Kf
≥1.20;f/L≤1/800)不變,當(dāng)兩片均合格,則該批梁才能判為合格。顯然,這比現(xiàn)行國標(biāo)更加嚴(yán)格。7、加倍試驗(yàn)918、加載計(jì)算通用模式
靜載試驗(yàn)計(jì)算單目前全路采用統(tǒng)一模式。
8.1八個(gè)方面
(1)試驗(yàn)類別。(2)試驗(yàn)依據(jù)。(3)試驗(yàn)粱基本情況。(4)梁體設(shè)計(jì)參數(shù)。(5)加載圖式。(6)加載值計(jì)算。(7)各級(jí)加載值一覽表。(8)頂、表、泵配套。標(biāo)定與各級(jí)油壓表讀值匯總表。
8.2十個(gè)步驟(1)等效集中荷載采用五點(diǎn)或三點(diǎn)加載(8m梁),跨中設(shè)一集中荷載,其余在其左右對(duì)稱布置。各荷載縱向間距均為4m。相關(guān)系數(shù)α
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